GB∕T 39396.1-2020 全球连续监测评估系统（iGMAS）质量要求 第1部分：观测数据 GB∕T39396.1-2020 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39396.1—2020
全球连续监测评估系统（iGMAS）质量要求第1部分：观测数据
Quality requirements for international GNSS monitoring and assessmentsystem (iGMAS)-Part 1:Observation data2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
术语和定义
缩略语
观测数据质量指标要求
数据完整率
周跳比
多路径误差
伪距噪声
载波相位噪声
载噪比
评定项目及观测数据要求
评定方法
数据完整率
周跳比
多路径误差
伪距噪声
载波相位噪声
载噪比
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
GNSS卫星信号载波频率
双频组合频率选择
rKaeerKAca-
GB/T 39396.1—2020
GB/T39396《全球连续监测评估系统（iGMAS)质量要求》分为两个部分：第1部分：观测数据；
第2部分：产品
本部分为GB/T39396的第1部分
本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。本部分由中央军委装备发展部提出。本部分由全国北斗卫星导航标准化技术委员会（SAC/TC544)归口。GB/T39396.1—2020
本部分起草单位：战略支援部队信息工程大学、中国卫星导航工程中心、长安大学、卫星导航系统与装备技术国家重点实验室、中国航天标准化研究所。本部分主要起草人：李建文、焦文海、李涌涛、刘莹、黄观文、苏牡丹、蔚保国、潘林、伍蔡伦、庞鹏、盛传贞、陈晨、王凯、谢松、王维嘉、张楷时、顾晨钟用
rrKacerKAca-
1范围
GB/T39396.1—2020
全球连续监测评估系统（iGMAS）质量要求第1部分：观测数据
GB/T39396的本部分规定了全球连续监测评估系统（iGMAS）跟踪站GNSS观测数据质量指标要求、评定项目及观测数据要求、评定方法。本部分适用于iGMAS测量型GNSS接收机研制与指标检定、跟踪站选址、观测数据质量评定与分析等工作。
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T39267—2020北斗卫星导航术语3
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T39267—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
observationdata
观测数据
iGMAS跟踪站GNSS接收机记录的测量数据注：包含伪距、载波相位、多普勒频移和信号强度等数据3.1.2
observationdata integrityrate观测数据完整率
接收机观测到卫星的实际历元数据量与理论历元数据量的比值。3.1.3
粗差outlier
离群的误差
注：在相同观测条件下作一系列的观测，其绝对值超过限差的测量偏差。3.1.4
周跳比
observationsperslip
在某时间段内.接收机观测数据的实际历元数据量与发生周跳历元数据量的比值，注：反映了周跳发生的平均观测历元数3.1.5
receiver clock jump
接收机钟跳
接收机厂商为保持接收机内部时钟与GNSS时同步精度在一定范围之内，控制接收机钟差不超过某一阈值而插人的时钟跳跃。
KaeerKAca-
GB/T39396.1—2020
多路径误差multipatherror
由非直达导航信号引人的测距误差。3.1.7
伪距噪声
pseudorangenoise
伪距测量随机误差。
注：泛指导航信号产生端、接收端产生或引人的各种随机误差对伪距测量的综合影响值3.1.8
carrierphasenoise
载波相位噪声
载波相位测量随机误差。
注：泛指导航信号产生端、接收端产生或引人的各种随机误差对载波相位测量的综合影响值。3.1.9
载噪比
carrier-to-noiseratio;CNR
载波信号功率与噪声功率谱密度之比。注：单位为dBHz
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDS：北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem）Galileo：伽利略卫星导航系统（GalileoNavigationSatelliteSystem）GLONASS：全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）GNSS：全球卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）GPS：全球定位系统（GlobalPositioningSystem）iGMAS：全球连续监测评估系统（InternationalGNSSMonitoringandAssessmentSystem）4观测数据质量指标要求
数据完整率
任一GNSS系统任一可观测频率（信号）的观测数据完整率应不小于90%（采样率30s）。任一GNSS系统的系统观测数据完整率应不小于90%（采样率30s）。4.2
2周跳比
任一GNSS系统的周跳比应不小于500（采样率30s）。4.3
多路径误差
任一GNSS系统任一频率（信号）所有卫星的多路径误差的平均值应不大于0.5m（采样率30s）。伪距噪声
采样率为1s的观测数据，单个信号所有卫星的伪距噪声的平均值应为（载波名称见附录A）：a）0.511MCPS码速率信号（L2C、G1C、G2C)≤18cm；b）1.023MCPS码速率信号（B1C、L1C/A、L2C/A、LIC、E1)≤12cm；c）2.046MCPS码速率信号（B1I)≤10cm5.11MCPS、5.115MCPS码速率信号（G1P、G2P、E6)≤8cm；d)
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e）10.23MCPS码速率信号（B2a、L1P、L2P、L5C、E5a、E5b、B3I)≤6cm。4.5载波相位噪声
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任一GNSS系统任一频率（信号）所有卫星的载波相位噪声的平均值应≤0.01周（采样率1s）。4.6载噪比
任一GNSS系统任一频率（信号）所有卫星的载噪比的平均值应不小于35dBHz（采样率30s）。5评定项目及观测数据要求
对于任一GNSS系统，评定项目、观测数据要求及适用的评估对象应符合表1规定。涉及的GNSS卫星信号载波频率见附录A，涉及的双频组合频率选择参见附录B。表1评定项目、观测数据要求及适用的评估对象观测数据要求
数据完整率
周跳比
多路径误差
伪距噪声
载波相位噪声
载噪比
6评定方法
数据完整率
天文件
天文件
天文件
天文件
天文件
天文件
高度角
≥10°
观测频率
（信号）个数
滤波与平滑
非滤波非平滑
非滤波非平滑
非滤波非平滑
非滤波非平滑
非滤波非平滑
非滤波非平滑
适用的评估对象
按公式（1）计算任一系统S任一频率（信号）f的观测数据完整率，按公式（2）计算任一系统的观测数据完整率。
I,=(ZA:
式中：
CB:)×100%
B:)×100%
GNSS系统s的频率（信号）f观测数据完整率，%；在观测时间段内，观测的卫星总数；观测卫星序号，j=1,2，,n；
在观测时间段内，GNSS系统s卫星在频率（信号）f的实际观测历元总数在观测时间段内，GNSS系统，卫星在频率（信号）f的理论历元总数；系统s观测数据完整率，%；
.（1)
在观测时间段内，GNSS系统卫星；所有观测频率（信号）均有观测数据的实际观测历3
rKaeerKAca-
GB/T 39396.1—2020
元总数；
6.2周跳比
在观测时间段内，GNSS系统卫星；的理论历元总数。按公式（3)计算观测时段内任一GNSS系统s的周跳比。C
式中：
Ox,total
观测时段内，GNSS系统的周跳比；-GNSS系统s，在观测时段内观测的实际历元总数GNSS系统S在观测时段内发生的周跳历元总数（周跳数）。3
周跳数o.clip采用先MW（Melbourne-Wubbena）组合探测，再GF（Geometry-Free）组合探测的方法：
MW组合探测周跳方法
按公式（4），得到历元t，时刻的MW组合观测量Pmw(t）=(t,）—2(t)
式中：
Pmw(t)
pr(t,)
pi(t,)
fr-f2[ei(t)
GPz（t)
f+f2La
历元t；时刻的MW组合观测量，单位为周；入2
历元t时刻的MW组合观测量第一个频率（信号）载波相位噪声观测量，单位为周；
历元t，时刻的MW组合观测量第一个频率（信号）载波相位噪声观测量，单位为周；bzxZ.net
第一个频率（信号)的载波频率（频率选择方法参见附录B)，单位为兆赫（MHz)；第二个频率（信号）的载波频率（频率选择方法参见附录B），单位为兆赫（MHz）；历元t，时刻的MW组合观测量第一个频率（信号）伪距观测量，单位为米（m）；第一个频率（信号）的载波的波长，单位为兆赫（MHz)；历元t时刻的MW组合观测量第二个频率（信号）伪距观测量，单位为米（m）；第二个频率（信号）的载波的波长，单位为兆赫（MHz）按公式（5）构造MW组合周跳检验量Dmw（t，），当DMw（t，）≥1时，在排除粗差的前提下，该历元存在周跳。
Dmw(t)=@mw(t,)-Pmw(ti-1)
式中：
Dmw(t)
pmw（t)
mw(ti-i)
历元t时刻MW组合周跳检验量，单位为周；历元t时刻MW组合观测量，单位为周；历元t-,时刻MW组合观测量，单位为周。GF组合探测周跳方法
按公式（6），得到历元t时刻的GF观测量。PGF(t)=P(t,)
式中：
PGF(t)
历元t时刻的GF组合观测量，单位为周；（5）
（6）
历元t，时刻的GF组合观测量第一个频率（信号）载波相位观测量，单位为周；irKaeerKca-
第二个频率（信号）的载波的波长，单位为兆赫（MHz)；第一个频率（信号）的载波的波长，单位为兆赫（MHz)；GB/T39396.1—2020
历元t；时刻的GF组合观测量第一个频率（信号）载波相位观测量，单位为周按公式（7)构造GF组合周跳检验量DGr（t,），当DGF（t,)≥1时，在排除粗差和接收机钟跳的前提下，该历元存在周跳。
DGF(t,)=GF(t）PGF(t-)
式中：
DGr(t)
GF(t,)
PGF(t-n)
6.3多路径误差
历元t，时刻GF组合周跳检验量，单位为周；历元t，时刻GF组合观测量，单位为周；历元ti-1时刻GF组合观测量，单位为周。（7）
本部分提供的多路径误差检验方法仅适用于GNSS双频、多频观测数据。按公式（8）计算观测时段内任一GNSS系统、任一频率（信号）、任一卫星的多路径误差值。SAG
式中：
C[M,(t)-M]
观测时段内，观测频率（信号）f的观测值多路径误差值，单位为米（m）；观测时段内，观测历元总数；
历元序号.i=1.2，..N：
·（8)
观测频率（信号）f，在历元t时刻的多路径计算值（含整周模糊度影响），单位为米(m);
观测频率（信号）f，在观测时段内多路径计算平均值（含整周模糊度影响），单位为米(m)。
历元t.时刻的多路径计算值M，即M,（t.）).按公式（9)计算得到。M,=pl
Mf2=p2
式中：
f，频率（信号）任一观测历元多路径计算值（含整周模糊度影响），单位为米（m）；第一个频率（信号）对应历元的伪距观测量，单位为米（m）；第一个频率（信号）的载波频率（频率选择方法参见附录B），单位为兆赫（MHz）；第二个频率（信号）的载波频率（频率选择方法参见附录B)，单位为兆赫（MHz)；第一个频率（信号）对应历元的载波相位观测量，单位为米（m）；第二个频率（信号）对应历元的载波相位观测量，单位为米（m）；f频率（信号）任一观测历元多路径计算值（含整周模糊度影响），单位为米（m)；第二个频率（信号）对应历元的伪距观测量，单位为米（m）。M按公式(10)计算得到。
式中：
观测时段内，观测历元总数；
rKaeerKca
（9）
.（10)
GB/T39396.1—2020
历元序号，三1.2，·.N
在多路径误差计算时，应首先在观测数据中剔除粗差、修复接收机钟跳和周跳等的影响6.4伪距噪声
本部分伪距噪声检验方法仅适用于采样间隔为1s的伪距观测数据。按公式（11)计算观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）所有观测卫星的伪距噪声（平均值）。1xA0ks
式中：
·（11)
观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）伪距噪声（平均值），单位为米（m）：观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）观测的卫星总数；观测卫星序号.=1.2.….n
观测时段内.任一GNSS系统任一频率（信号）第i颗卫星的伪距噪声，单位为米（m）。AoRMs按公式(12)计算得到。
Apkms=
式中：
Api(t)
C[A'(t)
观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）第颗卫星的观测历元总数：历元序号,i=1.2.,N
（12）
任一GNSS系统任一频率（信号）第j颗卫星，在历元t：时刻的伪距噪声估值，单位为米(m)。
Ao（t）按公式（13)计算。
Ap'(t.)=p(t,)-p(t)
式中：
（13)
任一GNSS系统任一频率（信号）第j颗卫星，在历元t时刻的伪距观测值，单位为米(m）);
任一GNSS系统任一频率（信号）第颗卫星，在历元t，时刻的伪距二次多项式拟合值，o(t)
单位为米(m）。
按公式（14），进行伪距二次多项式拟合：拟合计算得到二次多项式系数后，可得到各历元的伪距二次多项式拟合值p（t,）。在观测时段内，从起始历元开始，每120个历元为一个拟合窗口，拟合窗口不重叠。靠近观测时段结尾时，当剩余历元数不小于3个历元观测数据时，可按剩余历元数拟合：当剩余历元数小于3个历元观测数据时，可舍弃不用。当观测数据有中断现象时，可分段分别处理。f(r)=ar+br+c
式中：
伪距二次多项式拟合函数；
拟合窗口内的历元编号，二次多项式自变量，=0.1，，118，119；二次多项式二次项系数；
二次多项式一次项系数；
二次多项式常数项。
6.5载波相位噪声
（14)
本部分载波相位噪声检验方法仅适用于采样间隔为1s的载波相位观测数据。按公式（15)计算观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）所有观测卫星的载波相位噪声（平均值）。6
rKaeerKAca-
式中：
GB/T39396.1—2020
（15）
观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）载波相位噪声（平均值），单位为周；观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）观测的卫星总数；观测卫星序号，j=1，2，，n；
观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号)第颗卫星的载波相位噪声，单位为周。按公式（16)计算得到。
N20X (N
式中：
观测时段内，任一GNSS系统任一频率（信号）第j颗卫星的观测历元总数：历元序号..=4.5..N；
（16)
任一GNSS系统任一频率（信号）第颗卫星相邻历元载波相位观测值三次差的噪声Ag(t)
估值，单位为周。
按公式(17)计算得到Ag（t）。
At,)=@(t)-3@(t-）+3@i(t-2）-(t-）式中：
历元t，时刻，任一卫星任一频率（信号）的载波相位观测量，单位为周（17)
在载波相位噪声计算时，应首先在观测数据中剔除粗差、修复接收机钟跳和周跳等的影响。当观测数据有中断现象时，可分段分别处理。6.6载噪比
按公式（18)计算任一GNSS系统任一频率所有卫星的载噪比统计值（平均值）。3-1
式中：
任一GNSS系统任一频率所有卫星载噪比统计值（平均值），单位为分贝赫兹（dBHz）；观测时段内，观测卫星总数；
观测卫星序号，j=1.2，n；
S一一在观测时段内，任一GNSS系统任一频率第颗卫星的载噪比平均值，单位为分贝赫兹(dBHz)。
按公式(19)计算S/。
式中o
观测时段内，观测历元总数；
历元序号.i.-1.2，....N；
Esi(t)
.（19）
历元t，时刻，卫星任一频率（信号）的载噪比观测量，单位为分贝赫兹（dBHz)。rKaeerKAca-
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附录A
（规范性附录）
GNSS卫星信号载波频率
表A.1给出了GNSS卫星信号的载波频率。表A.1
GLONASS
Galileo
载波名称
GNSS卫星信号载波频率
载波频率/MHz
1602+k×9/16
(k--7,—6.....11.12）
1246+kx7/16（k=-7,-6,*,11.12)1202.025
E5(E5a+E5b)
KaeeiKca
表B.1为双频组合频率选择表。
附录B
（资料性附录）
双频组合频率选择
双频组合频率选择表
双频组合
频率（信号)1(f）
GLONASS
Galileo
KaeeiKAca-
GB/T39396.1—2020
频率（信号）2(fa）
E5(E5a+E5b)
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